成果161：超高性能混凝土永久模板

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

超高性能混凝土永久模板是采用抗压强度超过150MPa、具有优异耐久性的超高性能混凝土（简称 UHPC）制备永久模板，将其作为结构最外层使用，以达到明显改善结构抗腐蚀能力，大幅提高结构使用寿命的目的。在广东省水利科技项目支持下，本团队成功研制出规格为1.5m×0.6m的小型永久模板和 2.4m×3.0m 的大型永久模板，开发了超高性能混凝土永久模板体系，完成了超高性能混凝土永久模板的设计、制造和试点工程应用。采用超高性能混凝土永久模板取代原有钢模板和木模板施工，可省去模板拆除工序，加快施工进度，使工程尽早发挥效益。此外，永久模板面板设有插接企口，拆除加固件后进行填槽处理，可形成横平竖直颜色可调的装饰线条，对混凝土结构起美化作用。产业化背景及预期介绍：

我国海岸线总长度超过3.2万公里，且有大量海岛，在沿海地区及海上修建了大量的基础设施和工业、民用建筑。但由于海水中氯离子导致的钢筋锈蚀，海洋环境下钢筋混凝土工程使用寿命普遍较短，潮汐区和浪溅区破坏尤为严重，急需开发高耐久性的结构体系。 UHPC 的抗氯离子腐蚀性能优异（电量值比普通混凝土低2个数量级），在海洋环境下使用，预测工程寿命可超过200年，是解决海洋环境腐蚀问题的新一代材料。但UHPC价格是混凝土价格的5倍以上，如全部使用，工程造价太高。本项目提出以UHPC制备永久面板，作为结构的外表层，从而达到寿命和造价的平衡。以总投资69749万元、主体结构工程混凝土约10.4万m³、主体结构模板工程量为6.98万㎡的广东鉴江闸坝工程为例，采用大型永久模板技术，估算其造价增加不足工程总投资的5%，但工程维护成本大幅下降，且寿命明显增加。由于拆除重建次数减少，能明显减少资源能源消耗和碳排放。超高性能混凝土永久模板技术符合国家需求和行业发展趋势，具有显著的社会和经济效益和广阔的产业化前景。

成果162：抗冲磨超高性能混凝土

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

抗冲磨超高性能混凝土是以超高性能混凝土（简称 UHPC）为基础开发的新型抗冲磨材料，将其作为水工结构的抗冲磨层，能大幅提高结构抗冲磨性能，达到减少结构修补次数、提高使用寿命的目的。通过水下钢球法检测，抗冲磨超高性能混凝土的抗冲磨强度为普通混凝土的4倍以上；通过水砂枪法检测，在低水压（2.4MPa）含砂水流试验条件下，其抗冲磨强度约为C45混凝土的3.5倍、 C70、CF70 混凝土的2.5倍，C80混凝土的2倍，在高水压（10MPa）含砂水流试验条件下，其抗冲磨强度约为C45混凝土的2倍、C70、CF70混凝土的1.5倍，C80混凝土的1.3倍。在广州市石榴岗河水闸重建工程、云南省金平县金水河三级水电站工程进行的试点工程证实，抗冲磨超高性能混凝土与普通混凝土结合良好，未出现开裂、脱空等现象，能有效提高结构抗冲磨性能。抗冲磨超高性能混凝土具有优异的抗冲磨性能，能够有效延长水工建筑维修周期一倍以上，从而降低全寿命周期维护成本50%，节约能源资源，保障工程安全运行，有显著的社会和经济效益。产业化背景及预期介绍：

我国河流众多，有着大量水利工程。在水利工程的溢流坝、泄洪洞（槽）、泄水闸等部位，由于高速含砂水流的冲击，结构表面的混凝土会很快破坏。经常性维修既影响工程安全运行，也耗费大量人力物力，因此急需开发出高抗冲磨性能的材料。抗冲磨超高性能混凝土的抗压强度超过130MPa，抗冲磨性能优异，以其取代现有钢纤维混凝土抗冲磨面层，可明显降低面层厚度、大幅提高使用时间，是解决水利工程抗冲磨问题的新一代材料。抗冲磨超高性能混凝土材料成本较高，但可降低面层厚度，加之后期工程维护成本大幅下降，且使用寿命明显增加，其全寿命周期总成本明显下降。同时由于维护重建次数减少，可明显减少资源能源消耗和碳排放。抗冲磨超高性能混凝土技术符合国家需求和行业发展趋势，具有显著的社会和经济效益，产业化前景非常广阔。

成果163：全再生砂制备及应用技术

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

全再生砂是将废弃混凝土全部制备为再生砂，其中包含 40%左右废弃混凝土中石子的破碎产物（相当于机制砂），从而显著降低再生砂的吸水率，有效提高表观密度。全再生砂技术可几乎100%利用废弃混凝土，能够全取代河砂制备M5~M30建筑砂浆、C20~C80混凝土和轻质隔墙板。以其制备的砂浆、混凝土和轻质隔墙板较同样强度等级的河砂砂浆、混凝土、轻质隔墙板材料成本分别降低约24%、12%和 20%，具有显著的经济效益。通过十余年探索，本团队完成了全再生砂的中试研究，研制的全再生砂性能符合国家标准，还研发了专用外加剂和配合比设计方法，解决了全再生砂混凝土坍落度损失大和胶凝材料用量大的难题，制备出C80全再生砂混凝土，已在试点工程中成功应用。产业化背景及预期介绍：

砂石是重要的建筑材料，广东省的砂缺口很大。2019年广东省砂需求量 5.6亿吨，缺口达到2.31亿吨，缺口主要由福建和海南等地的海砂来弥补，但海砂中氯离子超标会带来严重的工程质量问题。目前广东省大力发展机制砂以解决砂源短缺问题，但这会消耗大量矿山资源。另一面，违建拆除、旧城改造、工程建设等会产生大量难以处理的建筑固废（包括废弃混凝土、渣土等）。建 筑固废常规的处理方法是直接填埋或就地堆放，目前积累的建筑固废堆存总量达到200亿吨，存量建筑固废约占土地400万亩， 如何有效利用废弃混凝土是急需解决的社会问题。全再生砂技术可充分利用废弃混凝土，明显提高再生砂质量，可用于砂浆、混凝土和轻质隔墙板，附加值较高。将废弃混凝土全部制备成全再生砂，全国每年可生产约12亿吨全再生砂，可满足每年70亿吨建设用砂需求的 17.5%，并减少占用 24 万亩土地。以每吨全再生砂售价80元（约为机制砂售价的80%），利润10元计算，其产值约1000亿元，利润可达120亿元。全再生砂技术符合国家需求和行业发展趋势，具有明显的技术优势和经济效益，产业化前景非常广阔。

成果164：有机分子取向测试仪

技术领域：高端装备制造

项目简介：

有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diodes，OLEDs）， 又称 为有机电致发光器件（ Organic Electroluminescence Devices，OLEDs），是指有机半导体发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLEDs 的效率不但与材料和器件结构有关，也与材料的取向密切相关，它直接决定了光输出耦合效率，因此准确测量有机薄膜分子取向特性非常重要。该技术开发的有机分子取向测试仪可实现全自动测量有机薄膜分子 取向，通过测量不同角度下p偏振荧光的光谱，用软件拟合出分子取向大小，从而有效评价有机发光半导体的各向异性参数。该仪器不仅高速、准确和方便测量，还可激发波长可调、光斑直径可调，相比同类进口产品价格低。产业化背景及预期介绍：

有机发光二极管（OLEDs），是继CRT和LCD之后的第三代显示技术，具有材质薄、色彩丰富、低能耗、平面发光等特点。与目前应用较广的LCD相比，OLEDs在多个主要技术性能上都有较大提高，但在效率上还是比无机 LEDs低，因此提高OLEDs器件中光的提取效率成为提高其器件效率的主要手段。OLEDs 的光取出效率不但与材料和器件结构有关，也与材料的取向密切相关，它直接决定了光输出耦合效率，因此准确测量有机薄膜分子取向特性显得非常重要。为此，本团队开发出具有快速、准确评估有机分子取向的测试仪，可以替代价格昂贵的进口设备。本团队研制的取向测试仪，具有与国外产品相同的性能指标，而售价约为国外同 类产品的一半，具有广阔的市场空间。

成果165：超低噪声单频光纤激光器

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：高端装备制造

本团队提出了单频光纤激光噪声理论关系式，攻克了大范围高精度调谐、宽温度区模式稳定、全光学非线性噪声抑制等核心技术，开发出一系列波段超低噪声的DBR短线性腔型单频光纤激光器， 实现了相对强度噪声RIN小于-150dB/Hz@0.8kHz-50MHz（接近理 论噪声极限）、线宽小于100Hz的单频窄线宽光纤激光输出。此噪声水平优于国外引力波探测（LIGO）所用激光光源的噪声5倍。该技术有效突破了光纤激光用于极其微弱信号（如引力波等）探测的瓶颈技术，解决了大功率激光装置对低噪声窄线宽激光核心光源的迫切需求。产业化背景及预期介绍：

超低噪声单频光纤激光具有超窄线宽、超低噪声、相干性好等特点，在引力波探测装置、光纤传感、激光测量、激光合束和相干通讯等领域有着广泛应用。本团队拥有自主知识产权，采用厘米长度多组分玻璃光纤构建短腔DBR结构，实现了1.0µm、1.5µm、 2.0µm波段，功率从数十毫瓦到两百瓦、kHz线宽的超低噪声单频 光纤激光输出，增强了我国在激光与光电子方向的创新能力和核心竞争力。根据市场预期保守估计，超低噪声单频激光器需求量在500台/年，单台价格20万左右，有望实现1亿的国内年产值。此外，相关高端激光源的研究有重大的科学价值，能为前沿物理研究提供技术工具。以地基引力波探测为例，在2015年引力波被首次探测之后，美国引力波探测团队表示希望获得输出功率大于1千瓦的高性能单频激光器，以提高探测精度。目前国际上最高功率的1064nm单频激光器商品输出功率仅为50瓦，由美国IPG光子公司生产，对我国禁运。

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